第24卷第1期模式识别与人工智能V01．24No．1201i年2月PR&AIFeb20ll基于LSTM型RNN的CAPTCHA识别方法张亮黄曙光石昭祥胡荣贵(解放军电子工程学院网络系合肥230037)摘要全自动区分计算机和人的图灵测试(CAPTCHA)是一种基于人工智能难题的网络安全机制．研究CAPTCHA的识别能够使其变得更加安全，并能促进一些人工智能难题的求解．文中首先对现有的CAPTCHA识别方法进行总结和分析，然后提出一种基于长短时记忆(【研’M)型递归神经网络(RNN)进行识别的方法，并对CAPTCHA识别中的特征提取问题进行研究．最后，为进一步提高RNN的识别率，提出一种解码算法．实验结果表明，文中方法是有效的，灰度值对于RNN是一种较好的特征，提出的解码算法能够取得较高的识别率，又有较低的时间复杂度．关键词人工智能，脱机文字识别，全自动的区分计算机和人的图灵测试(CAPTCHA)，长短时记忆(LSTM)中图法分类号TP393．08CAPTCHARecognitionMethodBasedonRNNofLSTMZHANGLiang，HUANGShu—Guang，SHIZhao—Xiang，HURong-Gui(DepartmentofNetwork，PLAElectronicEngineeringInstitute，Hefei230037)ABSTRACTCompletelyautomatedpublicturingtesttotellcomputersandhumansapart(CAPTCHA)isakindofnetworksecuritymechanismbasedonhardartificialproblems．StudyofrecognitionofCAPTCHAimpelsittobecomemoresecure，andsomehardatificalproblemstobesolved．Firstly，CAPTCHArecognitionmethodsofstateoftheartareanalyzed．Then，arecognitionmethodisbmug}ltupbasedonrecurrentneuralnetwork(RNN)whichiscomposedbylongshort—termmemory(LSTM)blocks．Thirdly，featureextractionforCAPTCHArecognitionisstudied．Finally，adecodingalgorithmisproposedtoimpmvetherecognitionrate．Experimentalresultsshowthattheproposedrecognitionmethodisefficient．GrayvalueofimagesisprovedtobeakindofgoodfeatureforRNN．Furthermore，theproposeddecodingalgorithmgetshishrecognitionrateswithlowtimecomplexity．KeyWordsArtificialIntelligence，OfflineCharacterRecognition，CompletelyAutomatedPublicTuringTestToTellComputemandHumansApart(CAPTCHA)，bngShort—TermMemory(LSTM)收稿日期：2010—01—04；修回F1期：2010—05—31作者简介张亮，男。1982年生，博上研究生，主要研究方向为图像处理与模式识别、人工智能、信息安全技术．E．mail：mathfun@163．corn．黄曙光，男．1961年生，教授，博士生导师，主要研究方向为信息安全技术．石昭祥，男，1945年生，教授，博士生导师，主要研究方向为图像处理与模式识别、人工智能、信息安全技术．E-mail：zhxshi@gmail．com．胡荣贵，男，1966年生，教授，主要研究方向为信息安全技术．万方数据---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1期张亮等：基于LSTM型RNN的CAPTCHA识别方法411引言域一些公认的难题来实现(例如图像识别问题)¨以]．提出CAPTCHA的研究人员认为如果基于传统的网络服务在设计时通常会假定它的使用某个人工智能难题的CAPTCHA不能够被破解，那者是自然人，例如电子邮件、网络论坛、银行交易等．么说明找到一种有效区分机器人和人的方法，网络但是没有人能够保证与服务器进行交互的就一定是安全得到维护．如果提出的CAPTCHA被破解，那么个自然人，由此导致本该属于自然人使用的资源被说明一个人工智能难题被解决，从而推动人工智能非人类使用，大规模垃圾邮件发送机、论坛灌水机、的发展，总之CAPTCHA是一种双赢机制．本文研游戏外挂等就是典型的机器人使用人类资源进行非究CAPTCHA识别的目的在于推动一些人工智能领法行为的例子，因此需要一种安全机制解决机器人域难题的求解．其次，由于CAPTCHA是一种建立在滥用自然人资源的问题．全自动区分计算机和人的人工智能问题上的加密协议¨J，而在密码学领域，图灵测试(CompletelyAutomatedPublicTuringTestto研究解密算法能够发现加密算法的缺陷，从而促使其变得更加安全，因此本文研究CAPTCHA的识别TellComputersandHumansApart，CArTCSA)¨“1就同样有助于...